חיתוך פלזמה נמצא בשימוש נרחב בתעשיות שונות: הנדסת מכונות, בניית ספינות, ייצור פרסום, כלי עזר, ייצור מתכות ותעשיות אחרות. בנוסף, בסדנה פרטית גם חותך פלזמה יכול להועיל. ואכן, בעזרתו תוכלו לחתוך במהירות וביעילות כל חומר מוליך, כמו גם כמה חומרים לא מוליכים – פלסטיק, אבן ועץ. חיתוך צינורות, מתכת, ביצוע חתכים מעוצבים או יצירת חלק יכול להיעשות בקלות, במהירות ובנוחות באמצעות טכנולוגיית חיתוך פלזמה. החיתוך מתבצע עם קשת פלזמה בטמפרטורה גבוהה, הדורשת מקור זרם בלבד, לפיד ואוויר. כך שהעבודה עם חותך הפלזמה תהיה קלה והחיתוך יפה ואחיד, זה לא מפריע לידיעת עקרון הפעולה של חותך הפלזמה, מה שייתן מושג בסיסי כיצד תוכל לשלוט בתהליך החיתוך.
מכשיר לחיתוך פלזמה
המכשיר המכונה “חותך פלזמה” מורכב מכמה אלמנטים: ספק כוח, חותך פלזמה / פלזמטרון, מדחס אוויר ו מארז כבלים.
ספק כוח פלזמה מספק זרם מסוים לפלסמטרון. יכול להיות שנאי או מהפך.
רובוטריקים כבדים יותר, צורכים יותר אנרגיה, אך הם פחות רגישים לירידות מתח, וניתן להשתמש בהם לחיתוך פריטי עבודה עבים יותר.
ממירים קלים יותר, זולים יותר, חסכוניים יותר מבחינת צריכת האנרגיה, אך יחד עם זאת הם מאפשרים לך לחתוך יצירות עבודה בעובי פחות. לכן הם משמשים בתעשיות קטנות ובבתי מלאכה פרטיים. כמו כן, היעילות של חותכי פלזמה אינוורטר גבוהה ב -30% מזו של שנאי, יש להם צריבה בקשת יציבה יותר. הם שימושיים גם לעבודה במקומות שקשה להגיע אליהם..
פלסמטרון או כפי שהוא נקרא גם “חותך פלזמה” הוא המרכיב העיקרי של חותך הפלזמה. במקורות מסוימים, אתה יכול למצוא אזכור של פלזמטרון בהקשר כזה שאפשר לחשוב ש”פלזמטרון “ו”חותך פלזמה” הם מושגים זהים. למעשה, זה לא כך: הפלזמטרון הוא החותך עצמו, שבעזרתו נחתך החומר.
המרכיבים העיקריים של חותך פלזמה / פלזמטרון הם זרבובית, אֶלֶקטרוֹדָה, קריר / מבודד בינם לבין הערוץ לאספקת אוויר דחוס.
תרשים חותך פלזמה מדגים בבירור את המיקום של כל האלמנטים של חותך הפלזמה.
בתוך גוף הלפיד יש אֶלֶקטרוֹדָה, המשמש לרגש קשת חשמלית. זה יכול להיות עשוי מפניום, זירקוניום, בריליום או תוריום. מתכות אלו מקובלות על חיתוך פלזמה אוויר מכיוון שנוצרות תחמוצות עקשן על פני השטח שלהן במהלך הפעולה, המונעות את הרס האלקטרודה. אולם לא כל המתכות הללו משמשות מכיוון שהתחמוצות של חלק מהן עלולות להזיק לבריאותו של המפעיל. לדוגמה, תחמוצת תוריום היא רעילה ותחמוצת בריליום היא רדיואקטיבית. לכן המתכת הנפוצה ביותר לייצור אלקטרודות פלסמטרון היא הפניום. פחות נפוץ, מתכות אחרות.
זרבובית פלזמטרון מתכווץ ויוצר סילון פלזמה, המתפרץ מערוץ היציאה וחותך את חומר העבודה. היכולות והמאפיינים של חותך הפלזמה, כמו גם הטכנולוגיה של העבודה איתו, תלויים בגודל הזרבובית. התלות היא כדלקמן: קוטר הזרבובית קובע כמה אוויר יכול לעבור דרכו ליחידת זמן, ורוחב החיתוך, קצב הקירור ומהירות הפלסמטרון תלויים בנפח האוויר. לרוב, זרבובית הפלזמה היא בקוטר של 3 מ”מ. גם אורך הזרבובית הוא פרמטר חשוב: ככל שהזרבובית ארוכה יותר, החיתוך מסודר וטוב יותר. אבל אתה צריך להיות זהיר יותר עם זה. זרבובית ארוכה מדי מתקלקלת מהר יותר.
מַדחֵס עבור חותך פלזמה, יש צורך באספקת אוויר. טכנולוגיית חיתוך פלזמה כרוכה בשימוש בגזים: יצירת פלזמה והגנה. מכונות חיתוך פלזמה, המיועדות לזרמים עד 200 A, משתמשות רק באוויר דחוס, הן ליצירת פלזמה והן לקירור. מכשיר זה מספיק לחיתוך יצירות עבודה בעובי 50 מ”מ. מכונת חיתוך פלזמה תעשייתית משתמשת בגזים אחרים – הליום, ארגון, חמצן, מימן, חנקן ותערובות שלהם.
חבילת צינור כבל מחבר את ספק הכוח, המדחס ולפיד הפלזמה. כבל חשמלי מספק זרם משנאי או מהפך כדי להלהיב קשת חשמלית, ואוויר דחוס זורם דרך הצינור, הנחוץ ליצירת פלזמה בתוך לפיד הפלזמה. ביתר פירוט, מה בדיוק קורה בלפיד הפלזמה, נתאר להלן..
עקרון הפעולה של חותך הפלזמה
ברגע שלחיצה על כפתור ההצתה, מקור החשמל (שנאי או מהפך) מתחיל לספק זרמים בתדירות גבוהה ללפיד הפלזמה. כתוצאה מכך, קשת חשמלית המתנה מתעוררת בתוך הפלסמטרון, שהטמפרטורה שלה היא 6000 – 8000 ° С. קשת הטיס נדלקת בין האלקטרודה לקצה הזרבובית בשל העובדה כי היווצרות קשת בין האלקטרודה לחומר העבודה שיש לעבד באופן מיידי קשה. העמוד של קשת החובה ממלא את כל הערוץ.
לאחר הופעת קשת הטיס, אוויר דחוס מתחיל לזרום לתוך החדר. הוא פורץ מהזרבובית, עובר דרך קשת חשמלית, וכתוצאה מכך הוא מתחמם ומתגבר בנפח 50-100 פעמים. בנוסף, האוויר מיונן ומפסיק להיות דיאלקטרי, הרוכש תכונות מוליכות.
הזרבובית של הפלסמטרון המצומצמת לתחתית דוחסת את האוויר, יוצרת ממנו זרם, שנפלט מהזרבובית במהירות של 2 – 3 מ ‘ / שנייה. טמפרטורת האוויר ברגע זה יכולה להגיע ל -25,000 – 30,000 ° C. זהו אוויר מיונן בטמפרטורה גבוהה הנמצא במקרה זה פְּלַסמָה. המוליכות החשמלית שלה שווה בערך למוליכות החשמלית של המתכת המעובדת.
ברגע שהפלזמה בורחת מהזרבובית ובא במגע עם פני השטח של המתכת המעובדת, קשת החיתוך נדלקת, וקשת החובה נכבית. קשת החיתוך / העבודה מחממת את חומר העבודה בחיתוך – מקומית. המתכת נמסת, מופיע חתך. על פני המתכת החתוכה מופיעים חלקיקים של המתכת הטרייה שזה עתה מתפוצצים ממנה על ידי זרימת האוויר הנמלט מהזרבובית. זוהי הטכנולוגיה הפשוטה ביותר לחיתוך פלזמה של מתכת.
נקודת קתודה קשת הפלזמה חייבת להיות ממוקמת בדיוק במרכז האלקטרודה / הקתודה. כדי להבטיח זאת, נעשה שימוש במערבולת כביכול או באספקת אוויר דחוס משיק. אם אספקת המערבולת מופרעת, נקודת הקתודה נעקרת ביחס למרכז האלקטרודה יחד עם קשת הפלזמה. זה יכול להוביל לתוצאות לא נעימות: קשת הפלזמה תישרף באופן לא יציב, שתי קשתות עלולות להיווצר במקביל ובמקרה הגרוע ביותר, לפיד הפלזמה עלול להיכשל..
אם קצב זרימת האוויר יגדל, קצב זרימת הפלזמה יגדל, וגם מהירות החיתוך תגדל. אם תגדיל את קוטר הזרבובית, המהירות תרד ורוחב החיתוך יגדל. מהירות זרימת הפלזמה היא כ- 800 m / s בזרם של 250 A..
מהירות חיתוך היא גם פרמטר חשוב. ככל שהוא גדול יותר כך החיתוך דק יותר. אם המהירות נמוכה, רוחב החיתוך גדל. אם הזרם גדל, אותו הדבר קורה – רוחב החיתוך גדל. כל הדקויות הללו מתייחסות ישירות לטכנולוגיה של עבודה עם חותך פלזמה.
פרמטרים של חותך פלזמה
ניתן לחלק את כל חותכי הפלזמה לשתי קטגוריות: חותכי פלזמה ביד וחותכי מכונות..
חותכי פלזמה ידניים משמש בחיי היומיום, בתעשיות קטנות ובבתי מלאכה פרטיים לייצור ועיבוד חלקים. התכונה העיקרית שלהם היא שלפיד הפלזמה מוחזק בידיו של המפעיל, הוא מוביל את החותך לאורך קו החיתוך העתידי ומחזיק אותו במשקל. כתוצאה מכך החיתוך חלק אך לא מושלם. והביצועים של טכנולוגיה זו הם קטנים. כדי להפוך את החיתוך לאחיד יותר, מבלי לצנוח ולזבל, נעשה שימוש בעצירה מיוחדת להנחיית לפיד הפלזמה, שמונח על הזרבובית. העצירה נלחצת על פני משטח העבודה שיש לעבד וכל שנותר הוא להנחות את החותך מבלי לדאוג אם המרחק הנדרש בין החומר לפייה נחזק..
עבור חותך פלזמה ידני, המחיר תלוי במאפייניו: חוזק זרם מקסימלי, עובי חומר העבודה המעובד ורבגוניות. לדוגמה, ישנם דגמים שניתן להשתמש בהם לא רק לחיתוך מתכות, אלא גם לריתוך. ניתן להבחין ביניהן בסימניהן:
- CUT – חיתוך;
- TIG – ריתוך קשת ארגון;
- MMA – ריתוך קשת אלקטרודות מקל.
לדוגמה, חותך הפלזמה פלזמה 43 Multi Fox משלב את כל הפונקציות שלעיל. עלותו היא 530 – 550 דולר. מאפייני חיתוך פלזמה: זרם – 60 A, עובי חומר – עד 11 מ”מ.
אגב, העוצמה הנוכחית ועובי החומר הם הפרמטרים העיקריים שבאמצעותם נבחר חותך הפלזמה. והם מחוברים זה לזה.
ככל שהזרם גבוה יותר, כך קשת הפלזמה חזקה יותר, הממיסה את המתכת מהר יותר. בעת בחירת חותך פלזמה לצרכים ספציפיים, עליך לדעת בדיוק איזו מתכת תצטרך לעבד ואיזה עובי. הטבלה להלן מראה כמה זרם נחוץ לחיתוך 1 מ”מ של מתכת. אנא שימו לב כי נדרש כוח גבוה לעיבוד מתכות לא ברזליות. קח זאת בחשבון כאשר אתה מסתכל על המאפיינים של חותך הפלזמה בחנות, עובי החומר העשוי מתכת ברזל מצוין במכשיר. אם אתה מתכנן לחתוך נחושת או מתכת לא ברזלית אחרת, עדיף לחשב את העוצמה הנדרשת בעצמך..
לדוגמה, אם אתה רוצה לחתוך נחושת בעובי של 2 מ”מ, עליך להכפיל 6 A ב -2 מ”מ, נקבל חותך פלזמה בזרם של 12 A. אם אתה רוצה לחתוך פלדה בעובי של 2 מ”מ, ואז נכפיל את 4 A ב -2 מ”מ, נקבל זרם של 8 A. קח רק חותך פלזמה עם שוליים, מכיוון שהמאפיינים שצוין הם מקסימליים, לא נומינליים. אתה יכול לעבוד עליהם רק לזמן קצר..
מכונת חיתוך פלזמה CNC משמש במפעלי ייצור לייצור חלקים או לעיבוד חפצי עבודה. CNC מייצג בקרה מספרית. המכונה עובדת על פי תוכנית נתונה בהשתתפות מינימלית של המפעיל, דבר המבטל באופן מקסימלי את הגורם האנושי בייצור ומעלה את התפוקה לעיתים. איכות החיתוך על ידי המכונה היא אידיאלית, אין צורך בעיבוד נוסף של קצוות. והכי חשוב – חתכים מתולתלים ודיוק יוצא דופן. די להיכנס לתכנית החיתוך לתוכנית והמנגנון יכול לבצע כל דמות מורכבת בדיוק מושלם. המחיר למכונת חיתוך פלזמה גבוה בהרבה מאשר לחותך פלזמה ידני. ראשית, נעשה שימוש בשנאי גדול. שנית, שולחן מיוחד, פורטל ומדריכים. בהתאם למורכבות וגודל המכשיר, המחיר יכול להיות מ- 3000 דולר. עד 20,000 דולר.
מכונות חיתוך פלזמה משתמשות במים לקירור, כך שהן יכולות לעבוד את כל המשמרת ללא הפרעה. מה שנקרא מחזור עבודה (מחזור עבודה) הוא 100%. למרות שבמכשירים ידניים זה יכול להיות 40%, מה שאומר את הדברים הבאים: חותך הפלזמה עובד במשך 4 דקות, ולוקח לו 6 דקות להתקרר.
חותך פלזמה במו ידיך
סביר ביותר יהיה לרכוש חותך פלזמה מוכן ומייצר במפעל. במכשירים כאלה הכל נלקח בחשבון, מותאם ועובד בצורה מושלמת ככל האפשר. אבל כמה בעלי מלאכה של “קוליבינה” מצליחים להכין חותך פלזמה במו ידיהם. התוצאות אינן משביעות רצון במיוחד, מכיוון שאיכות החיתוך צולעת. כדוגמה, אנו ניתן גרסה מופשטת של האופן שבו אתה יכול להכין חותך פלזמה בעצמך. בואו נסתייג מיד שהתכנית רחוקה מלהיות אידיאלית ונותנת רק מושג כללי של התהליך.
לכן, השנאי לחותך הפלזמה צריך להיות בעל מאפיין I – V נופל.
דוגמה בתמונה: הסלילה העיקרית נמצאת בתחתית, המשנית בחלק העליון. מתח – 260 V. חתך מתפתל – 45 מ”מ, כל מוט 6 מ”מ. אם אתה מגדיר את הזרם ל- 40 A, המתח יורד ל -100 V. לחנק יש גם חתך של 40 מ”מ, הוא פצוע עם אותו אוטובוס, כ- 250 סיבובים בלבד.
כדי לעבוד, אתה צריך מדחס אוויר, כמובן, מתוצרת המפעל. במקרה זה, נעשה שימוש ביחידה בהספק של 350 ליטר לדקה..
חותך פלזמה תוצרת בית – תכנית עבודה.
עדיף לרכוש פלסמטר מהמפעל, זה יעלה כ 150-200 דולר. בדוגמה זו, הפלזמה נוצרה באופן עצמאי: זרבובית נחושת (5 ק”ו) ואלקטרודת הפניום (3 ק”ו), השאר היה “עבודת יד”. בשל חומרים מתכלים שנכשלו במהירות.
המעגל עובד כך: יש לחצן התחלה על החותך, כאשר הוא נלחץ, הממסר (p1) מספק מתח ליחידת הבקרה, הממסר (p2) מספק מתח לשנאי, ואז מאפשר לאוויר להיכנס פנימה לפיד פלזמה. האוויר מייבש את תא הלפידים מפלזמה מעיבוי אפשרי ומוציא הכל מיותר, לשם כך יש לו 2 – 3 שניות. עם עיכוב זה מופעל הממסר (p3), המספק כוח לאלקטרודה כדי להצית את הקשת. לאחר מכן נדלק המתנד, המיינן את החלל שבין האלקטרודה לפייה, כתוצאה מכך קשת הטיס נדלקת. לאחר מכן, הפלסמטרון מובא לחומר העבודה והקשת חיתוך / עבודה בין האלקטרודה לחומר העבודה נדלקת. מתג הקנה מכבה את הזרבובית ואת הצתה. על פי תכנית זו, אם קשת החיתוך נכבית לפתע, למשל, אם הזרבובית פוגעת בחור במתכת, ממסר מתג הקנים יחבר מחדש את ההצתה ולאחר מספר שניות (2 – 3) קשת הטייס תדלק, ולאחר מכן החותך. כל זאת בתנאי שכפתור “התחל” לא ישוחרר. הממסר (p4) מכניס אוויר לתוך הזרבובית עם עיכוב לאחר שחרור כפתור “התחל” וקשת החיתוך נכבית. כל אמצעי הזהירות הללו נחוצים על מנת להאריך את חיי הזרבובית והאלקטרודה..
ייצור עצמי של חותך פלזמה בבית מאפשר לחסוך הרבה, אך אין צורך לדבר על איכות החיתוך. למרות שאם מהנדס יתפוס את העבודה, התוצאה עשויה להיות אפילו טובה יותר מביצועי המפעל..
חותך פלזמה CNC
לא כל מפעל יכול להרשות לעצמו מכונת חיתוך פלזמה עם CNC, כי העלות שלה יכולה להגיע ל -15,000 – 20,000 דולר. לעתים קרובות, ארגונים כאלה מזמינים ביצוע עבודות חיתוך פלזמה במפעלים מיוחדים, אך גם זה עולה הרבה, במיוחד אם היקף העבודה גדול. אבל אתה באמת רוצה את מכונת החיתוך הפלזמה החדשה שלך, אך אין מספיק כספים.
בנוסף למפעלי פרופיל ידועים, ישנם ארגונים העוסקים בייצור מכונות חיתוך פלזמה, רכישת חלקי פרופיל ומכלולים בלבד, והכנת כל השאר בעצמם. כדוגמה, נספר לכם כיצד מהנדסים בסדנת ייצור מייצרים מכונות חיתוך פלזמה CNC..
רכיבי מכונת חיתוך פלזמה עשה זאת בעצמך:
- שולחן 1270×2540 מ”מ;
- חגורות;
- פרטי דריכה;
- מדריכים לינאריים HIWIN;
- מערכת בקרת גובה לפיד THC;
- בלוק שליטה;
- מתלה הטרמינל, שבו נמצאת יחידת הבקרה CNC, עומד בנפרד.
מאפייני מכונה:
- מהירות נסיעה על השולחן 15 מ ‘לדקה;
- דיוק מיקום לפיד הפלזמה הוא 0.125 מ”מ;
- אם משתמשים ב- Powermax 65, מהירות החיתוך תהיה 40 מ ‘לדקה לחומר 6 מ”מ או 5 מ’ לדקה לחומר עבודה 19 מ”מ..
עבור מכונה דומה לחיתוך פלזמה של מתכת, המחיר יעמוד על כ -13,000 דולר, לא כולל מקור הפלזמה, אותו יהיה צורך לרכוש בנפרד – 900 דולר..
לייצור מכונה כזו, הרכיבים מוזמנים בנפרד, ואז הכל מורכב באופן עצמאי בהתאם לתוכנית הבאה:
- מכינים בסיס לריתוך השולחן, הוא חייב להיות אופקי למהדרין, זה מאוד חשוב, עדיף לבדוק ברמה.
- מסגרת המכונה מרותכת בצורה של שולחן. ניתן להשתמש בצינורות מרובעים. יש לחזק “רגליים” אנכיות עם ג’יבים.
- המסגרת דרוכה וצבועה להגנה מפני קורוזיה.
- תמיכות למכונה מיוצרות. חומר התומכים הוא דוראלומין, הברגים הם 14 מ”מ, עדיף לרתך את האומים לברגים.
- שולחן מים מרותך.
- תושבות למסילות מותקנות ומתקינות מסילות. עבור מסילות, מתכת משמשת בצורה של רצועה של 40 מ”מ.
- מדריכים ליניאריים מותקנים.
- גוף השולחן נתפר במתכת וצבוע.
- הפורטל מותקן במדריכים.
- על הפורטל מותקנים חיישני מנוע וסוף אינדוקטיביים.
- מדריכי מסילה מצוידים, מתלה ומנוע ציר Y.
- מתקין מסילות ומנוע על ציר ה- Z.
- חיישן משטח מתכת רכוב.
- ברז מותקן לניקוז מים מהשולחן, מגבלות לפורטל כך שלא יזוז מהשולחן.
- מתקין Y, Z ו- X trunking.
- כל החוטים מוסתרים בגלי.
- מבער ממוכן מותקן.
- לאחר מכן, מסוף CNC מיוצר. הגוף מרותך תחילה.
- צג, מקלדת, מודול TNS ולחצנים אליו מותקנים בבית הקצה עם CNC.
זהו, מכונת חיתוך הפלזמה CNC מוכנה.
למרות העובדה שלחותך הפלזמה יש מכשיר פשוט למדי, לא כדאי להתחיל לייצר אותו בלי ידע רציני של ריתוך והרבה ניסיון. למתחילים קל יותר לשלם על מוצר מוגמר. אבל מהנדסים שרוצים לתרגם את הידע והכישורים שלהם בבית, שנקרא “על הברך”, יכולים לנסות ליצור חותך פלזמה במו ידיהם מההתחלה ועד הסוף.